中國治理蝗災的成就,根本不是靠雞靠鴨靠吃貨換來的

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近一段時間來,沙漠蝗蟲全球肆虐,搞得人心惶惶。東非人民早就在和蝗蟲進行緊張的肉搏戰事瞭,烏幹達政府宣佈派出超過2000名軍隊人員來應對蝗災,巴國空軍更是出動149架戰機要跟蝗蟲開戰等等。

正所謂居安思危,我國廣大群眾也早就想好瞭治理蝗災的方法,那就是全員出雞。這不,央視紀錄片《牧雞治蝗》還一度被網友贊上熱搜,稱這是中國特色的治蝗方法。可這種方法真的有效嗎?除此之外,我國還有哪些別出心裁的治蝗方法呢?

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如果沒有這次蝗災預警,恐怕很少人知道雞鴨還有那麼大的作用。2001年,河北草原發生蝗災時,蝗蟲就是被一群牧雞消滅掉的。而這群牧雞隻訓練到大約90天的時候就就上戰場瞭,它們變身為“流動治蝗雞”,5天時間內就解決瞭近千畝裡的蝗災。等蝗蟲吃完,雞也剛好養肥瞭,能賣錢瞭,真是一舉兩得。

但大傢忽略的是,牧雞治蝗隻適用我國草原上發生的蝗蟲災害。如果遇到比較高的牧草,就需要鴨子出場瞭。每當鴨掌踩過之後,蝗蟲便跳起來,鴨子伸出它那長長的脖子將蝗蟲吞進肚子裡,想象一下畫面十分好看。

不過根據科學傢觀察,這些雞和鴨偏愛吃散居型的蝗蟲,一旦變成群居型,它們就不吃不動瞭。所以,雞鴨可能可以對付我國草原上的土蝗,但面對最近可能入侵的沙漠蝗,可能作用不大。

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那蝗蟲富含營養價值,我們人能不能直接吃掉呢?其實從古代開始,就有人通過吃蝗蟲來治理蝗災瞭。相傳最早食用蝗蟲的人是唐太宗李世民。當時蝗災嚴重,李世民體恤民情卻深感無奈,便不顧群臣勸阻,在視察時抓起蝗蟲就生吞下去瞭。這樣的舉動既深得人心,也使當時的百姓們興起瞭吃蝗蟲的飲食習慣。

可因為蝗蟲將莊稼啃光瞭就立馬飛走瞭,並不會等著你來吃它。所以,剛鬧蝗災的那兩天饑民還是有吃的的,但蝗蟲飛走後饑民沒瞭糧食便鬧饑荒,也就隻能啃樹皮瞭。所以說,無論是人還是動物,都很難通過吃來解決蝗災的問題。換句話說,中國治理蝗災的成就,根本不是靠雞靠鴨靠吃貨換來的!

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既然吃也不行,那我們要如何治理蝗災呢?過去人們治理蝗災的辦法比較簡單,就是把蝗蟲產卵的河灘、鹽堿地耕一遍,緊接著放火燒。很快人們也發現挖卵後,隻能減少蝗蟲的數量,並不能減少蝗蟲的面積,反復耕地則會毀壞土壤環境。所以,一直以來我們基本沒有有效的治蝗措施,老是被蝗蟲欺負。直到20世紀60年代末期,我們開始使用化學農藥後,才終於結束瞭飛蝗災害頻發的歷史。

可自20世紀80年代以來,全球連年氣候變化異常,造成河道斷流、水庫脫水頻繁,蝗蟲發生頻率上升,為害程度加重。而化學農藥的濫用,也使得生態遭到瞭不同程度的破壞。因而,越來越多的生物技術被開發應用到蝗蟲防治中來。

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在自然界中,有一類微生物能感染昆蟲並使其發病。對昆蟲來說,這些微生物簡直就是惡魔般的存在。蝗蟲的病原微生物就主要包括微孢子、真菌、細菌、病毒等種類。

這當中,蝗蟲微孢子( Nosema(Paranosema)locustae) 是一種能侵染100多種直翅目昆蟲的單細胞真核病原微生物,可謂是以一抵百。它最大的特點是能夠通過感病雌性蝗卵傳播給下一代。

這些微孢子先偷偷躲進蝗蟲愛吃的食物裡,等貪吃的蝗蟲一來便隨著食物進入蝗蟲的消化道裡。之後,孢子立刻在那裡安營紮寨,暴發性地突出極絲尖端,穿進寄主細胞和中腸腸壁細胞,到達血腔,進入感受性組織細胞。比如在脂肪體中開始無性裂殖生殖,將孢子的孢原質釋放出來,開始在寄主的細胞內大量繁殖。

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A、孢子;B、孢子壁;C、極絲

由於微孢子會消耗蝗蟲體內的能源物質,所以蝗蟲感染瞭微孢子後,體力會慢慢下降,最後虛弱致死。此外,被微孢子侵染的蝗蟲產卵量下降約50%,孵化率極低,嚴重的會直接喪失生育能力。

除瞭讓蝗蟲斷子絕孫外,蝗蟲微孢子還會抑制蝗蟲的群集行為。我們知道同樣都是蝗蟲,當它們分散而居,不會造成很大的危害。而當它們就聚集在一起遷飛,就會四處為害,所到之處片甲不留。

對東亞飛蝗來說,群居型的體色會變成黑黃相間,更擅長長距離飛行,而且會和同類一起向著相同方向運動,最後形成大部隊。而沙漠蝗的群居型是幼體更黑,成體更鮮黃。

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沙漠蝗蟲的單獨和群居形態

研究發現,蝗蟲微孢子會明顯抑制飛蝗的群集遷飛行為。它主要是通過幹擾合成調控飛蝗群集和型變的神經遞質血清素和多巴胺等基因的表達來達到抑制飛蝗群集的目的;

比起化學農藥,蝗蟲微孢子不僅不會污染環境,還對人畜無害。所以,蝗蟲微孢子正在被人們用來防治蝗蟲。迄今為止,蝗蟲微孢子已在世界上主要蝗區推廣,顯示出瞭良好的控蝗效果。

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除瞭微孢子外,昆蟲病原真菌是昆蟲病原生物中的最大類群。根據野外調查越冬昆蟲發現,昆蟲疾病中約有60%是由真菌引起的。因而,病原真菌也早就用來控制像蝗蟲這樣的害蟲。

這當中,昆蟲界裡的頭號殺手綠僵菌同樣喜歡毒殺蝗蟲。不隻如此,綠僵菌還能形成蝗蟲間傳染,造成在種群內傳播的“超級疫情”。毫不誇張地說,它是大自然進化出來的蝗蟲克星。

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綠僵蟲

第一個發現綠僵菌的科學傢是烏克蘭微生物學傢梅契尼科夫。當時他觀察到一批死亡的金龜子在昆蟲死後兩天,會從它們身上生出菌絲。菌絲一開始是白色的,隨後變為綠色,最後呈暗綠色。後來這類病原真菌也被稱為是綠僵菌。它最厲害的地方是擁有穿越銅墻鐵壁的“毒力”。

當綠僵菌接觸到蝗蟲後,它的真菌結構就能夠穿透蝗蟲體壁,順利進入蝗蟲體內。然後綠僵菌再喧賓奪主,利用蝗蟲營養大量繁殖並分泌毒素,使蝗蟲在5到12天內病發身亡,成為一具綠色的蟲屍。

然而這一切隻是剛剛開始而已。死去的蝗蟲會變成綠僵菌的“生產車間”,成為超級感染源,繼續感染其他蝗蟲。也正因為綠僵菌能從蟲體長出並擴散,其持效性也比化學農藥更長,一次施用便對害蟲種群具有持續的控制效果。

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被綠僵菌感染的蝗蟲

不過,科學傢們經過多年的跟蹤調查,發現真菌病害在蝗群中的自然流行比率很低,在非洲草原蝗群中的自然感病率大約在2%到6%。因此,要將蝗蟲控制在經濟為害水平以下,必須要人工增殖並應用到蝗群中,提高蝗蟲的感病率並降低其種群密度。

可要想篩選出合適的綠僵菌,並不容易。首先,科學傢要從樣品中采集上就要保證采集菌株的數量和多樣性,接著綠僵菌定向分離,建立實驗室內篩選流程,高毒力菌株篩選,野外實驗驗證,安全性評價,每個步驟都十分重要,缺一不可。慶幸的是,殺蝗綠僵菌在非洲大面積試驗,並用於沙漠蝗蟲的防治,能對這次沙漠蝗引起的蝗災起到一定的作用。

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近年來,科學傢在真菌治理蝗災方面取得很大進展。在菌株選育、生產工藝、劑型和防治對象上已有顯著進步,多國殺蝗綠僵菌生物農藥的研制取得瞭重要的成果,產品已在國內外多個地區示范試驗。不僅如此,科學傢還嘗試向真菌農藥中添加附帶物質比如苦楝籽油等以開發新的劑型,提高病原真菌農藥的殺蝗毒性。

借助自然界的力量,科學傢也在開始尋找相關的病毒來解決蝗災。這裡說的病毒是指一切能以蝗蟲為宿主的病毒,有些病毒雖然能在蝗蟲體內增殖,但一般對蝗蟲不表現病原性。

狹義地講,蝗蟲病毒是指以蝗蟲為宿主並對蝗蟲有致病性的病毒。蝗蟲病毒經口感染宿主後,可以在個體與個體之間實現有效的傳染,並且蝗蟲病毒的宿主專一性比較強,安全性高,對人、傢畜、傢禽和農作物等都安全無害。目前,從蝗蟲體內分離出來的病毒包括痘病毒(poxvirus)和列晶病毒(crystalline array virus) 類群。

我國最早在1981年黃傳賢報道的新疆西伯利亞蝗蟲痘病毒,該病毒無紡錘體,是 B 屬病毒。蝗蟲痘病毒是應用於蝗蟲生物防治的主要昆蟲痘病毒,是由 亨利Henry 於 1966 年從黑血蝗 Melanoplus sanguinipes 體內分離獲得。自此之後,又有十幾種蝗蟲痘病毒被相繼發現,如西伯利亞蝗痘病毒(Gomphoceru sibiricnsEPV)、亞洲小車蝗痘病毒(Oedaleus asiaticus EPV)、意大利蝗痘病毒(Calliptamus italicus EPV)等。

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痘病毒科

相較於病原細菌和真菌,蝗蟲痘病毒是細胞內寄生。蝗蟲痘病毒較難大量生產,是限制應用於實際防治工作的主要問題。

不過值得慶幸的是,這一次的蝗蟲並不會對我國形成嚴重威脅。在過去的40多年來,盡管我國局部地區蝗災時有發生,但並沒有形成遷飛危害和嚴重的經濟損失。

需要註意的是,非洲、中西亞和南亞發生的蝗災是由沙漠蝗造成的。而在我國主要分佈的蝗蟲種類為飛蝗,所以我們不必過度擔心。

但要時刻做好準備,畢竟沒人知道下一次災難會何時襲來,又會源於哪個物種。如果能利用好微生物這一自然資源,解決自然帶給人類的問題,那就兩全其美瞭。

中國治理蝗災的成就,根本不是靠雞靠鴨靠吃貨換來的

石旺鵬,譚樹乾.蝗蟲生物防治發展現狀及趨勢[J].中國生物防治學報,2019,35(03):307-324.

周永興.蝗蟲災害的生物防治現狀及發展趨勢[J].林業建設,2008(06):12-15.

關註:蔓延中的非洲蝗災:影響、預警與應對, 國傢治理周刊

朱營輝:利用綠僵菌制劑防治草原蝗蟲的研究進展,

Xiao Hu, Guohua Xiao, Peng Zheng, Yanfang Shang, Yao Su, Xinyu Zhang, Xingzhong Liu, Shuai Zhan, Raymond J. St. Leger, and Chengshu Wang (2014). Trajectory and genomic determinants of fungal-pathogen speciation and host adaptation. PNAS, 111, 16796-16801.

作者:郭肖 誰能想到,我國人民治理蝗蟲的方法是養雞鴨… 觀察者網

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